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高效钻井破岩前沿理论方法

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共振钻井技术

来源:石油工程学院破岩与高压水射流实验室 发布时间:2023-07-06 点击数:

简介:

共振钻井技术(Resonance Enhanced Drilling)是一项以适当的冲击振幅及转速,通过调节破岩工具的冲击频率,使其达到正在钻进的地层岩石裂缝扩展的“自然频率”,从而使钻头下岩石产生共振来实现高速破岩的钻井提速技术。

共振钻井不是彻底改变常规钻井破岩工艺,而是常规钻井的一种有益的补充。该技术是在保持钻头旋转破岩的同时,通过共振钻井模块实现钻头对岩石的高频振动冲击。共振钻井模块主要分为磁制伸缩激励器驱动和机械驱动两类,均由底部钻具组合的连接件、振动隔离器、振动激励器、结构弹簧和钻头的连接件组成,工作时将钻井模块安装在钻头前端即可。

共振钻井技术作为前沿的高效破岩技术之一,其在硬度高、研磨性强的地层提速效果十分显著,不仅可以应用于深地钻探作业,也可适用于深井取芯作业。

技术性能及指标:

(1)共振钻井模块外径为6英寸;

(2)共振钻井模块施加激励频率100~200Hz;

(3)破岩提速效果同比常规钻井平均提速1倍以上;

(4)可改善钻头的粘滑效应,缓解钻头的反转、跳钻现象。

应用前景及经济效益分析:

共振钻井技术对超深、特深难钻地层油气钻采具有显著提速效果,对实现油田优快钻井可提供理论和技术支持,实现生产作业提速降本的目标,解决当前钻井作业难题,大大提高钻进效率,从而创造可观的经济效益。

共振钻井技术作为前沿高效破岩技术之一具有突出的创新性和先进性,有潜力发展成为具有自主知识产权的特色钻井技术并形成相关配套工艺,可对外进行推广和技术服务,在三大石油公司及各钻探工程公司具有良好的应用前景,这对于响应国家科技创新、创新创业也具有积极意义。